Здесь показан импульс, зарегистрированный телескопом MeerKAT на двух разных центральных частотах. Верхние графики показывают яркость импульса с течением времени, а нижние графики иллюстрируют частоту наблюдений с течением времени, причем цвета представляют уровни яркости. Фото предоставлено: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-024-02452-z
Когда некоторые из крупнейших звезд достигают конца своей жизни, они взрываются впечатляющими сверхновыми, оставляя после себя невероятно плотные ядра, называемые нейтронными звездами. Некоторые из этих остатков излучают мощные радиолучи от своих магнитных полюсов.
По мере вращения звезды эти лучи проносятся мимо Земли, создавая периодические импульсы радиоволн, подобно космическому маяку. Такое поведение принесло им название «пульсары».
Пульсары обычно вращаются невероятно быстро, часто совершая полный оборот всего за несколько секунд, а то и быстрее. За последние три года появились загадочные объекты, которые излучают периодические радиоимпульсы с гораздо более медленными интервалами, что трудно объяснить с помощью наших нынешних представлений о нейтронных звездах.
В ходе нового исследования мы обнаружили самый медленный космический маяк, который вращается каждые 6,5 часов. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, раздвигает границы того, что мы считали возможным.
Наш медленный маяк также расположен на одной линии с Землей, так что мы можем видеть радиоимпульсы от обоих магнитных полюсов. Это редкое явление — первый случай, когда объекты вращаются так медленно, и позволяет по-новому взглянуть на то, как работают эти звезды.
Объект, которого не должно быть?
Мы обнаружили объект под названием ASKAP J1839-0756 с помощью радиотелескопа ASKAP CSIRO, расположенного на Земле Ваджарри Ямаджи в Западной Австралии.
Во время планового наблюдения ASKAP J1839-0756 был замечен, поскольку в его местоположении не удалось идентифицировать ранее известный объект. Его радиоизлучение выглядело как затухающая вспышка, а яркость упала на 95% всего за 15 минут.
Сначала мы понятия не имели, что источник излучает периодические радиоимпульсы. Во время первого наблюдения было обнаружено только одно извержение.
Чтобы узнать больше, мы провели дальнейшие наблюдения с помощью ASKAP, а также компактной решетки австралийского телескопа CSIRO на Земле Камиларой в Наррабри, Новый Южный Уэльс, и высокочувствительного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Длительное наблюдение ASKAP наконец выявило два импульса с интервалом в 6,5 часов, подтвердив периодический характер источника.
Но вот настоящий сюрприз: исходя из того, что мы знаем о нейтронных звездах, ASKAP J1839-0756 не должен существовать.
Нейтронные звезды излучают радиоимпульсы, преобразуя энергию своего вращения в излучение. Со временем они теряют энергию и становятся медленнее.
Стандартная теория состоит в том, что, как только вращение нейтронной звезды замедляется до определенной точки (около одного оборота в минуту), она должна вообще перестать излучать радиоимпульсы. И все же вот ASKAP J1839-0756, освещающий космос с неторопливой скоростью, совершая один оборот каждые 6,5 часов.
История двух полюсов
Большинство пульсаров, более быстровращающихся собратьев ASKAP J1839-0756, напоминают односторонние фонарики. Ось, вокруг которой они вращаются, точно совпадает с осью их магнитного поля, а это означает, что мы видим вспышки только от одного магнитного полюса.
Но примерно у 3% пульсаров оси вращения и магнитная оси находятся почти под прямым углом друг к другу, поэтому мы можем видеть импульсы от обоих полюсов. Эти редкие двойные вспышки, называемые интеримпульсами, дают уникальное представление о геометрии и магнитном поле звезды.
Вопрос о том, становятся ли магнитная и вращательная оси пульсара более или менее выровненными по мере его замедления, остается открытым.
Промежуточный импульс ASKAP J1839-0756 может дать ключ к ответу на этот вопрос. Примерно через 3,2 часа после основного импульса он излучает более слабый импульс с другими свойствами, что позволяет предположить, что мы видим радиосвет от противоположного магнитного полюса.
Это открытие делает ASKAP J1839-0756 первым медленным устройством в своем классе, излучающим промежуточные импульсы, и поднимает большие вопросы о том, как работают такие объекты.
Изображения MeerKAT по координатам ASKAP J1839-0756. Фото предоставлено: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-024-02452-z
Магнетар или что-то новое?
Так что же движет этой космической аномалией? Одна из возможностей заключается в том, что это магнетар — нейтронная звезда с сильным магнитным полем, по сравнению с которым самые сильные магниты Земли кажутся легковесными.
Магнетары производят радиоимпульсы с помощью другого механизма, который может позволить им продолжать светиться даже при более низких скоростях вращения. Но у магнетаров тоже есть пределы, и их периоды обычно измеряются секундами, а не часами.
Единственным исключением является магнетар с обозначением 1E 161348-5055, период которого составляет 6,67 часа. Однако он излучает только рентгеновские лучи, а не радиоимпульсы.
Может ли ASKAP J1839-0756 быть чем-то совершенно другим? Некоторые астрономы задаются вопросом, могут ли подобные объекты быть белыми карликами — остатками ядер нескольких массивных звезд.
Белые карлики вращаются намного медленнее, чем нейтронные звезды, но не наблюдалось ни одного изолированного белого карлика, излучающего радиоимпульсы. И до сих пор никакие наблюдения на других длинах волн не нашли свидетельств присутствия белого карлика в этой точке неба.
Космическая тайна
Чем бы ни оказался ASKAP J1839-0756, ясно, что этот объект переписывает книгу правил. Ее странное сочетание медленного вращения, радиоимпульсов и промежуточных импульсов заставляет астрономов переосмыслить пределы поведения нейтронной звезды и исследовать новые возможности, лежащие в основе этой тайны.
Открытие ASKAP J1839-0756 является напоминанием о том, что Вселенная любит нас удивлять, особенно когда мы думаем, что уже все выяснили. Продолжая следить за этим загадочным объектом, мы обязательно откроем еще больше тайн.
Информация от: Разговором
